蘇州市創(chuàng)聯(lián)凈化設(shè)備有限公司從自然界水的存在方式及各種水源的特性入手，對純化水設(shè)備方式、純化水系統(tǒng)的消毒與GMP對純化水管路系統(tǒng)的要求等七大方面作了探討，并著重對純化水設(shè)備進(jìn)行綜合性分析。以便制藥用水系統(tǒng)采購商能夠?qū)兓O(shè)備的方式、設(shè)計(jì)、管路、消毒以及其他相關(guān)規(guī)定等有個(gè)比較清晰的了解，從而對純化水設(shè)備系統(tǒng)有所比較、有所選擇，選擇合適的純化水設(shè)備的同時(shí)，也可以降低采購成本，增加效益。

　　藥品生產(chǎn)離不開水，在藥品生產(chǎn)過程中所需水的水質(zhì)與生產(chǎn)品種、生產(chǎn)工序等都有直接的關(guān)系。在原料藥生產(chǎn)中，根據(jù)工藝要求各工序采用相應(yīng)的工藝用水，如經(jīng)預(yù)處理的飲用水、深井水等；在原料藥精制階段以及藥物制劑生產(chǎn)階段，純化水、注射用水在生產(chǎn)過程中根據(jù)工藝要求單獨(dú)或組合使用。此外，純化水可用于大多數(shù)無熱原要求的吸入劑和眼科用藥的配制，也可用于化妝品、口服制劑的生產(chǎn)。

　　中國藥典（2010版）規(guī)定：注射用水須以純化水為原料水，并明確了純化水的概念，即純化水為通過蒸餾法、離子交換法、反滲透法或其他適宜的方法制得的供藥用水，不含任何附加劑。中國藥典對純化水的細(xì)菌、霉菌和酵母菌總數(shù)有明確的規(guī)定：每1ml不得超過100個(gè)。而歐洲藥典在純化水和注射用水的專論中規(guī)定了細(xì)菌內(nèi)物質(zhì)限度指標(biāo)，但我國藥典到目前尚未對此指標(biāo)加以控制。

　　一、自然界水的存在方式

　　自然界水的存在可分為地下水和地表水等形式，由于其存在方式的不同，因此含有的雜質(zhì)也不盡相同，其中包括：

(1)懸浮物：顆粒在10－4mm以上，主要是泥沙、粘土、動(dòng)植物及其遺骸、微生物、有機(jī)物等。

(2)膠體：顆粒在10－5mm－10－4mm之間，主要是硅酸及鐵、鋁化合物及一些高分子化合物等。

(3)溶解物：顆粒在10－6mm以下，以分子或離子狀態(tài)存在，溶解物又可分為：1)鹽類(又稱礦物質(zhì))，均以電離狀態(tài)存在于水中，主要的陽離子是Ca2+、Mg2+、Na+、K+,，還有Fe2+、Mn2+等，主要的陰離子是HCO3－、Cl－、SO42-，還有CO32-、NO3－、HSiO3－、PO43-等；2)氣體，主要是氧氣和二氧化碳；天然水中氧的含量一般在5－10mg/L，污染嚴(yán)重的水中含氧量較低，地下水含氧量比地表水低，深層地下水含氧量幾乎為零。一般二氧化碳在地下水中含量較高，在地表水中含量較低；3)有機(jī)物：天然水中溶解的有機(jī)物主要為腐殖酸和富維酸，為大分子有機(jī)酸群，其它還有有機(jī)堿、氨基酸、糖類等。

　　二、各種水源的特性

(1)地下水，由于地下水流經(jīng)地層時(shí)，地層土壤起了過濾作用，懸浮物和膠體含量較少，水質(zhì)清澈透明，其硬度、含鹽量、含鐵量等通常比地表水高。

(2)江河水，懸浮物和膠體含量較高，隨季節(jié)波動(dòng)，其硬度、含鹽量較低，易受污染。

(3)湖泊與水庫水，懸浮物較少，含鹽量較高。

　　因此，自來水廠須根據(jù)水源的差異情況以及季節(jié)變化來調(diào)整飲用水制備流程，以達(dá)到國家規(guī)定的飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

　　三、純化水設(shè)備的幾種預(yù)處理方式

　　純化水設(shè)備一般以自來水（即飲用水）為水源，根據(jù)原水水質(zhì)并結(jié)合企業(yè)對純化水水質(zhì)的具體要求、投資費(fèi)用控制、運(yùn)行費(fèi)用、純化水設(shè)備裝置的選擇等方面加以綜合考慮。通常可根據(jù)原水含鹽量、堿度、強(qiáng)酸性陰離子含量等情況，并參考下述預(yù)處理方法：

(1)進(jìn)水含鹽量在300mg/L以下，一般為普通離子交換法除鹽。

(2)進(jìn)水含鹽量在300－500mg/L，當(dāng)原水中強(qiáng)酸性陰離子含量超過100 mg/L時(shí)，上述系統(tǒng)中再增加弱堿陽離子交換柱。

(3)進(jìn)水含鹽量在500mg/L以上，采用反滲透裝置將其含鹽量降低，再用離子交換柱脫鹽。

(4)當(dāng)原水堿度>50mg/L時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)考慮設(shè)脫氣裝置。

　　四、純化水設(shè)備工藝介紹

(1)離子交換，離子交換系統(tǒng)使用帶電荷的樹脂，利用正負(fù)電荷相互吸引的原理，去除水中的金屬離子，離子交換系統(tǒng)需用酸和堿作定期再生處理。

(2)電法去離子（EDI），電法去離子使用一個(gè)混合樹脂床，采用選擇性滲透膜及電極，以保證水處理的連續(xù)生產(chǎn)和樹脂的連續(xù)再生。特點(diǎn)：不只在于有較高的出水水質(zhì)，而且去掉了可能對廠房及設(shè)施有腐蝕的酸堿，并且系統(tǒng)的運(yùn)行和再生可同時(shí)進(jìn)行。

(3)電滲析（ED），與離子交換法相似，采用靜電及選擇性透過膜分離濃縮，并將金屬離子從水流中沖洗出去。

(4)反滲透（RO），其原理是用一個(gè)半透膜，使高壓水通過半透膜的辦法來改善水的化學(xué)、微生物和內(nèi)物質(zhì)等方面的指標(biāo)。

(5)超濾，超濾是利用透過膜技術(shù)，可除去水中的有機(jī)體和各種細(xì)菌，以及多數(shù)病菌和熱原，過濾膜的孔徑一般在0.1-0.01μm之間。與反滲透技術(shù)不同之處，超濾并不是靠滲透，而是靠機(jī)械法分離；與反滲透系統(tǒng)相似之處，超濾系統(tǒng)的效率取決于整個(gè)系統(tǒng)的配置及其它單元操作。

　　超濾也可用于注射用水的制備或液體濃縮工藝。其過濾或濃縮過程采用切向相對運(yùn)動(dòng)技術(shù)，使濾液在濾膜表面切向流過時(shí)完成超濾，大降低了濾膜失效的速度，同時(shí)又便于反沖清洗，并能延長濾膜的使用壽命，有相當(dāng)?shù)脑偕院瓦B續(xù)可操作性。

上述幾種方法在純化水設(shè)備系統(tǒng)中，可根據(jù)各種不同的情況進(jìn)行組合，以達(dá)到設(shè)備投資費(fèi)用、長期運(yùn)行費(fèi)用、耗電量及耗水量等的經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)。

　　五、純化水系統(tǒng)的消毒

　　消毒是一種控制水系統(tǒng)微生物污染的重要手段，較常見的有熱力消毒法、紫外消毒法以及化學(xué)消毒法等。

(1)熱力消毒法

熱力消毒包括純蒸汽滅菌、巴氏消毒和過熱水消毒等。純化水系統(tǒng)的離子交換樹脂、反滲透、電滲析、電法去離子等裝置一般不宜采用高溫消毒，否則會(huì)產(chǎn)生老化、破碎或損壞。

(2)紫外消毒法

用于消毒的紫外光波長分別為254nm及185nm，它能降低水系統(tǒng)新菌落的生成速度，但對于浮游生物來說，它只是部分有效，通過照射，它殺滅水中微生物的量不超過90％。因此，它的穿透力較差，故其石英管應(yīng)定期清潔。

(3)化學(xué)消毒法

化學(xué)方法消毒的材料種類很多，較常見的有氧類和氯類。氯類氧化劑有液氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣、二氧化氯等；氧類氧化劑有臭氧、過氧化氫和高錳酸鉀等。

　　臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，在水處理系統(tǒng)中對除臭、脫色、殺菌，除酚、氰、鐵、錳等都有明顯效果。考慮到化學(xué)方法消毒對純化水系統(tǒng)的殘留問題，目前臭氧消毒在國內(nèi)藥廠的純化水裝置中有較多的應(yīng)用。
　　鹵化物是有效的消毒劑，但使用后難以從水處理系統(tǒng)中清洗掉，況且只有在較高濃度時(shí)，如達(dá)到百萬分子300時(shí)，才能對生物膜發(fā)生作用。但過高濃度的消毒劑往往會(huì)對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，使用時(shí)須權(quán)衡二者的利弊。

　　六、純化水設(shè)備的綜合性分析

　　純化水設(shè)備綜合性分析的說明：(1)以10m3/hr產(chǎn)水量為基準(zhǔn)；(2)原水水質(zhì)以上海市城市管網(wǎng)自來水為標(biāo)準(zhǔn)；(3)針對純化水系統(tǒng)不同的組合方式，將設(shè)備投資費(fèi)用、出水水質(zhì)、系統(tǒng)耗水量、耗電量、系統(tǒng)再生費(fèi)用、系統(tǒng)預(yù)處理費(fèi)用等多項(xiàng)因素加以綜合考慮并計(jì)算，而得出不同組合配置的純化水裝置的每噸成品水的成本價(jià)；(4)由于各地的水質(zhì)情況的較大差異，以及裝置價(jià)格、水電費(fèi)等的有所不同，數(shù)據(jù)可能會(huì)有所出入，因此所提供數(shù)據(jù)也只供參考。

　　七、GMP認(rèn)證對純化水管路系統(tǒng)的要求

(1)純化水作為一種衛(wèi)生潔凈的介質(zhì)，其制備、貯存、分配輸送系統(tǒng)均應(yīng)按照衛(wèi)生級產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)施。

(2)整個(gè)貯存、分配及輸送系統(tǒng)所涉及的泵、閥、管道、管件等均應(yīng)選擇衛(wèi)生型，連接方式為卡箍式，吊頂內(nèi)管道為氬氣保護(hù)下的高頻自動(dòng)焊接。整個(gè)系統(tǒng)不應(yīng)有死角及積水點(diǎn)，相應(yīng)的系統(tǒng)內(nèi)各部件的內(nèi)表面粗糙度Ra≤0.4μm。

(3)純化水應(yīng)循環(huán)使用，循環(huán)系統(tǒng)中不宜設(shè)置中間貯罐。

(4)如在純化水設(shè)備裝置中已設(shè)有臭氧發(fā)生器，則在純化水分配和輸送系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置氣水混合器，該裝置可將臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧（O3）氣體經(jīng)氣水混合器與純化水充分混合，以對整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行消毒，可有效阻止系統(tǒng)內(nèi)微生物的滋長。

　　八、純化水設(shè)備系統(tǒng)總結(jié)

　　本文從自然界水的存在方式及各種水源的特性入手，對純化水設(shè)備方式、純化水系統(tǒng)的消毒與純化水管路系統(tǒng)的要求方面作了探討，并著重對純化水設(shè)備進(jìn)行綜合性分析。目的是能讓做制藥工程項(xiàng)目中對純化水有所比較、有所選擇，以達(dá)到在同樣效果下投資少。